Устройство для обучения сборке электрических цепей Советский патент 1984 года по МПК G09B23/18 

Изобретение относится к устройствам для обучения сборке электрических цепей и может быть использовано в качестве учебного лабораторного оборудования по электротехнике. Известно устройство для обучения сборке электрических цепей, содержащее узел выбора электрических элементов, коммутатор, соединенный через датчик ошибок с узлом звуковой и световой индикации 1. Недостатком известного устройства является невысокая эффективность обучения. Целью изобретения является повышение эффективности обучения. Поставленная цель достигается тем, что устройство для обучения сборке электрических цепей, содержащее узел выбора электрических элементов, коммутатор, соединенный через датчик ошибок с узлом звуковой и световой индикации, имеет счетчик ошибок и блок переключателей, состоящий из двух групп контактов, при этом выводы узла выбора электрических элементов соединены с одной группой контактов, а вторая группа контактов связана с информационными входами коммутатора, причем.управляющий выход датчика ошибок связан с входом счетчика ошибок. На фиг. 1 представл.ена структурная схема устройства; на фиг. 2 - принципиальная схема датчика ошибок. Устройство содержит (фиг. 1) кнопочное наборное поле 1, состоящее из двух коммутационных частей, узел 2 выбора электрических элементов, коммутатор 3, датчик 4 ошибок (датчик сигналов ошибочных сборочных операций или ошибочных переключений элементов во время работы электрической цепи), световой 5 и звуковой 6 индикаторы ошибок, счетчик 7 ошибок. Световой 5 и звуковой 6 индикаторы ошибок образуют узел звуковой и световой индикации, а наборное поле 1 состоит из двух групп 8 и 9 контактов, при этом выводы узла 2 выбора электрических элементов соединены с одной группой контактов, а вторая группа кон, тактов связана с информационными входами коммутатора 3, причем управляющий выход датчика 4 ошибок связан с входом счетчика 7 ошибок. Датчик 4 ошибок (фиг. 2) включает в себя источник 10 питания, понижающий трансформатор 11 с вторичными отводами А, Б, В, Г, Д, Е, Ж, 3, И. Кроме того, датчик 4 имеет резисторы 12 и 13,конденсаторы 14 и 15, кнопку 16 с контактами 17, 18 и 19, реле 20 постоянного тока с контактами 21-24, диодный мост 25, предохранитель 26 и сетевую кнопку 27. Количество кнопочных переключателей наборного поля выбирается равным числу необходимых соединений между выводами элементов во всей совокупности электрических цепей запланированного комплекса работ, выполняемых на данном устройстве. На каждой кнопке переключателя указаны номера соединяемых между собой выводов элементов цепей в соответствии с их нумерацией в условных обозначениях этих элементов, приведенных на лицевой панели устройства. Операции соединения элементов цепи при ее сборке сводятся к нажатию соответствующих кнопок, а операция разборки цепи - к повторному нажатию тех же кнопок, что значительно ускоряет проведение сборочно-разборочных операций при высокой степени безопасности выполнения этих работ. Коммутатор 3 состоит из розетки (постоянной части коммутатора) и вилки (сменной части коммутатора) многоконтактного разъема. Первая группа контактов розетки соединена со второй группой контактов кнопочных переключателей наборного поля 1, а вторая группа контактов розетки подключена к входным каналам датчика 4 ощибок. Контакты вилки коммутатора 3 соединяются между собой так, чтобы при введении ее в розетку между контактами розетки первой /руппы создать соединения и узлЫ;аналогичные тем, которые образуются на наборном поле между контактами кнопочных переключателей при условии правильной сборки исследуемой электрической -цепи. Кроме того, контакты вилки, соответствующие выводам элементов цепи, не участвующих в собираемой электрической цепи, соединяются между собой, образуя дополнительный узел. На вилке все эти узлы и соединения независимо друг от друга соединяются с теми ее контактами, которые соответствуют контактам . розетки, подключенным к входным каналам датчика 4 ошибок. Так как датчик 4 ошибок срабатывает (включает световой 5 и звуковой 6 индикаторы ошибок и отключает питание от исследуемой цепи) при коротком замыкании между какими-либо входными каналами, то, если соединения и узлы, создаваемые на кнопочном наборном поле, не будут соответствовать соединениям -и узлам между контактами коммутатора 3, те или иные входные каналы датчика 4 ошибок окажутся накоротко замкнутыми и возникнут световой и звуковой сигналы ошибки. Таким образом, датчик 4 ошибок срабатывает при совершении на кнопочном наборном поле 1 следующих ошибочных операций: выполнении соединений между элементами цепи, не соответствующих принципиальной схеме исследуемой цепи; изменении коммутации между элементами цепи в процессе работы электрической цепи, не запланированных учебным заданием, а значит, не отраженных в монтаже сменного коммутатора контроля; введении в исследуемую цепь элементов, не предусмотренных принципиальной схемой этой цепи. После включения в сеть устройство функционирует следующим образом.

Как показано на фиг. 1, первая группа контактов кнопочных переключателей 8, подключенная к выводам узла 2, при нажатии соответствуюш,их кнопок осуществляет необходимые соединения между элементами цепи, образуя исследуемую электрическую цепь. Вторая группа 9 контактов кнопочных переключателей, подключенная через коммутатор 3 к входным каналам датчика ошибок 4, при нажатии тех же кнопок создает соединения и узлы аналогичной цепи (но без элементов цепи), правильность образования которых с помощью коммутатора 3 проверяется датчиком 4 ошибок. Срабатывание датчика 4 ощибок (во время совершения ощибочной коммутации элементов на наборном поле) сигнализируется световым 5 и звуковым 6 индикаторами ошибок и учитывается счетчиком ошибок 7.

Таким образом, путем создания второй цепи, электрически не связанной с основной цепью, достигается возможность непрерывного контроля правильности соединений между элементами цепи как во время сборки электрической цепи, так и во время ее работы. Между этими цепями существует лишь механическая связь, обусловленная одновременным включением первой 8 и второй 9 групп контактов одних и тех же кнопочных переключателей.

Принципиальная схема датчика ошибок и его связи со световым и звуковым индикаторами ошибок, а также со счетчиком ошибок, показана на фиг. 2. Понижающий трансформатор 11, питающийся от сети переменного тока, имеет вторичную обмотку с отводами , число которых должно быть на единицу больше числа соединений и узлов в той или иной собираемой электрической цепи. Эти отводы являются входными каналами датчика 4 ошибок.

Напряжение с части вторичной обмотки трансформатора (с отводов Д и Ж) выпрямляется диодным мостом 5, сглаживается конденсатором 14 и через резисторы 12 и 13 подается на реле 20 постоянного тока. Сопротивления резисторов 12 и 13 подбираются так, чтобы ток в обмотке реле был близок к току отпускания якоря: Регулировка этого тока осуществляется резистором 12. Конденсатор 15 служит для уменьшения импуль сов тока самоиндукции, возникающих в обмотке реле.

Подключение датчика 4 ошибок к сети переменного тока осуществляется включением сетевой кнопки 27. При нажатии на, кнопку 16 ее контакты замыкают нормально разомкнутые (замыкающие) контакты 21, включая тем самым первичную обмотку трансформатора 11. При этом контакты замыкают резистор 13, увеличивая ток в реле до тока срабатывания. Включенное реле 20 своими контактами 21 блокирует KOHTaKfbi 17. Датчик 4 ошибок запущен.

0

При коротком замыкании между какимилибо отводами вторичной обмотки трансформатора 11 (входных каналов датчика 4 ощибок) происходит отбор мощности трансформатора 11 в короткозамкнутую часть вторичной обмотки и уменьщение напряжения

5 как на всей обмотке, так и на ее части Д-Ж. Это приводит к уменьшению тока в реле 20 и отпусканию якоря. Мри этом размыкающие , (нормально замкнутые) контакты 22 реле 20 включают световой индикатор 5 ощибки, размыкающие контакты включа0ют звуковой индикатор 6 ошибки а замыкающие (нормально разомкнутые) контакты 24 реле 20 отключают от исследуемой цепи источник 10 питания. Кроме того, замыкающие контакты реле 21 размыкаются и

5 отключают ггервичную обмотку трансформатора 11 от сети.

После устранения на кнопочном наборно.м поле 1 ошибочного соединения нажатием кнопки 16 подключают трансформатор 11 к сети (запускают датчик 4 ошибок). При

0 включении трансформатора 11 на реле 20 подается напряжение и, так как контакты 19 кнопки 16 накоротко замыкают резистор 13, реле 20 надежно срабатывает. В момент запуска датчика 4 ошибок кнопкой 16 ее контакты 18включают счетчик 7 ошибок.

5

Таки.м образом, после возникновения каждой ошибочной операции на кнопочном наборном поле 1 и ее устранения необходимо кнопкой 16 вновь запускать датчик 4 ошибок, а значит,включать и счетчик 7 ошибок.

0 Если же ошибочная операция не исправлена, то датчик 4 ошибок не запускается (якорь феле 20 остается в отпущенном состоянии), а световой 5 и звуковой 6 индикаторы ошибок продолжают давать сигнал1 1.

5 При этом каждая попытка запуска датчика 4 ошибок приводит к срабатыванию счетчика ошибок.

Использование изобретения позволит повысить эффективность обучения.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБУЧЕНИЯ СБОРКЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ, содержащее узел выбора электрических элементов, коммутатор, соединенный через датчик ошибок с узлом звуковой и световой индикации, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности обучения, оно имеет счетчик ошибок и блок переключателей, состояший из двух групп контактов, при этом выводы узла выбора электрических элементов соединены с одной группой контактов, а вторая группа контактов связана с информационными входами коммутатора, причем управляющий выхоД датчика ошибок связан с входом счетчика ошибок.